izmertechИзмерительная техникаIzmeritel`naya Tekhnika0368-10252949-5237ФГУП "ВНИИФТРИ"10.32446/0368-1025it.2020-7-62-67izmertech-1818Research ArticleМЕДИЦИНСКИЕ И БИОЛОГИЧЕСКИЕ ИЗМЕРЕНИЯMEDICAL AND BIOLOGICAL MEASUREMENTSДиэлектрические свойства эритроцита человекаDielectric properties of the human red blood cellГенераловВ. М.GeneralovV. M.

р. п. Кольцово, Новосибирская обл.

Vladimir M. Generalov

Koltsovo, Novosibirsk region

general@vector.nsc.ruСафатовА. С.SafatovA. S.

р. п. Кольцово, Новосибирская обл.

Alexander S. Safatov

Koltsovo, Novosibirsk region

safatov@vector.nsc.ruКручининаМ. В.KruchininaM. V.

 

Новосибирск

Margarita V. Kruchinina

Novosibirs

kruchmargo@yandex.ruГромовА. А.GromovA. A.

Новосибирск

Andrey A. Gromov

Novosibirs

gromov.center@rambler.ruБурякГ. А.BuryakG. A.

р. п. Кольцово, Новосибирская обл.

Galina A. Buryak

Koltsovo, Novosibirsk region

buryak@vector.nsc.ruГенераловК. В.GeneralovK. V.

р. п. Кольцово, Новосибирская обл.

Konstantin V. Generalov

Koltsovo, Novosibirsk region

gkv@vector.nsc.ruКручининВ. Н.KruchininV. N.

Новосибирск

Vladimir N. Kruchinin

Novosibirsk

vladd.kruch@yandex.ruГосударственный научный центр вирусологии и биотехнологии «Вектор» РоспотребнадзораРоссияFederal State Research Institution State Research Center of Virology and Biotechnology “Vector” RospotrebnadzorRussian FederationНаучно-исследовательский институт терапии и профилактической медицины – филиал Федерального государственного бюджетного научного учреждения «Федеральный исследовательский центр Институт цитологии и генетики Сибирского отделения Российской академии наук»РоссияResearch Institute of Internal and Preventive Medicine – Branch of the Institute of Cytology and Genetics, Siberian Branch of Russian Academy of SciencesRussian FederationИнститут физики полупроводников им. А. В. Ржанова, Сибирское отделение Российской академии наукРоссияRzhanov Institute of Semiconductor Physics, Siberian Branch of the Russian Academy of SciencesRussian Federation202012072023076267Copyright © ФГУП "ВНИИФТРИ", 20232023ФГУП "ВНИИФТРИ"ФГУП "ВНИИФТРИ"https://www.izmt.ru/jour/about/submissions#copyrightNoticehttps://www.izmt.ru/jour/article/view/1818

Исследованы диэлектрические свойства эритроцита. Приведены экспериментальная методика и результаты измерения диэлектрических свойств отдельных эритроцитов человека. Методика обоснована теоретически. Установлено, что значения комплексной диэлектрической проницаемости эритроцита, электрической ёмкости, тангенса угла диэлектрических потерь остаются практически постоянными, несмотря на значительные изменения удельной проводимости и содержания NaCl в клеточной суспензии. Эти значения отражают стабильность исследованных параметров эритроцитов в условиях изменения в широких пределах среды, в которой клетки находятся. Комплексная диэлектрическая проницаемость клетки, тангенс диэлектрических потерь клетки – перспективные параметры для объективной диагностики заболеваний человека. Введение измерений диэлектрической проницаемости клетки и тангенса диэлектрических потерь клетки в медицинскую практику, вероятно, позволит характеризовать процесс индивидуальной клеточной саморегуляции более детально.

The dielectric properties of the erythrocyte were studied. Experimental methods and results of measuring the dielectric properties of individual human erythrocyte are presented. The method is theoretically justified. It is established that values of the complex permittivity of the erythrocyte, capacitance, tangent of dielectric losses remains almost constant despite significant changes in conductivity, the content of NaCl of the cell suspension. These values reflect the stability of the studied parameters of erythrocytes under conditions of changes within a wide range of the environment in which the cells are located. Complex cell permittivity and cell dielectric loss tangent are promising parameters for objective diagnostics of human diseases. The introduction of measurements of cell permittivity and cell dielectric loss tangent into medical practice will probably allow us to characterize the process of individual cell self-regulation in more detail.

эритроцитдиэлектрическая проницаемостьэлектрическая ёмкостьтангенс угла диэлектрических потерьдиэлектрофорез.erythrocytedielectric constantelectrical capacitancedielectric loss tangentdielectrophoresis.ReferencesBrito M. A., Silva R. F., Brites D., Cell Biol. Toxicol., 2002, vol. 18, no. 3, pp. 181–192. https:/doi.org/10.1023/A:1015563704551Brito M. A., Silva R. F., Brites D., Cell Biol. Toxicol., 2002, vol. 18, no. 3, pp. 181–192. https:/doi.org/10.1023/A:1015563704551Gimsa J., Schnelle T., Zechel G., Glaser R., Biophys J., 1994, vol. 66, no. 4, 1244–1253. https:/doi.org/10.1016/S0006-3495(94)80908-7Gimsa J., Schnelle T., Zechel G., Glaser R., Biophys J., 1994, vol. 66, no. 4, 1244–1253. https:/doi.org/10.1016/S0006-3495(94)80908-7Krueger M., Thom F., Biophys. J., 1997, vol. 73, no. 5, pp. 2653–2666. https:/doi.org/10.1016/S0006-3495(97)78294-8Krueger M., Thom F., Biophys. J., 1997, vol. 73, no. 5, pp. 2653–2666. https:/doi.org/10.1016/S0006-3495(97)78294-8Engelhardt H., Gaub H., Sackmann E., Nature, 1984, vol. 307, pp. 378–380. https://doi.org/10.1038/307378a0Engelhardt H., Gaub H., Sackmann E., Nature, 1984, vol. 307, pp. 378–380. https://doi.org/10.1038/307378a0Donath E., Pastushenko V., Bioelectrochem. Bioenerg., 1980, vol. 7, no. 1, pp. 31–40. https:/doi.org/10.1016/0302-4598(80)87029-2Donath E., Pastushenko V., Bioelectrochem. Bioenerg., 1980, vol. 7, no. 1, pp. 31–40. https:/doi.org/10.1016/0302-4598(80)87029-2Kononenko V. L., Shimkus J. K., Bioelectrochemistry, 2002, vol. 55, no. 1-2, pp. 97–100. https:/doi.org/10.1016/s1567-5394(01)00129-3Kononenko V. L., Shimkus J. K., Bioelectrochemistry, 2002, vol. 55, no. 1-2, pp. 97–100. https:/doi.org/10.1016/s1567-5394(01)00129-3Hughes M. P., Morgan H., Rixon F. J., Biochim. Biophys. Acta, 2002, vol. 1571, no. 1. pp. 1–8. https:/doi.org/10.1016/s0304-4165(02)00161-7Hughes M. P., Morgan H., Rixon F. J., Biochim. Biophys. Acta, 2002, vol. 1571, no. 1. pp. 1–8. https:/doi.org/10.1016/s0304-4165(02)00161-7Gascoyne P., Pethig R., Satayavivad J., Becker F. F., Ruchirawat M., Biochim. Biophys. Acta, 1997, vol. 1323, no. 2, pp. 240–252. https:/doi.org/10.1016/s0005-2736(96)00191-5Gascoyne P., Pethig R., Satayavivad J., Becker F. F., Ruchirawat M., Biochim. Biophys. Acta, 1997, vol. 1323, no. 2, pp. 240– 252. https:/doi.org/10.1016/s0005-2736(96)00191-5Ratanachoo K., Gascoyne P. R., Ruchirawat M., Biochim. Biophys. Acta, 2002, vol. 1564, no. 2, pp. 449–458. https:/doi.org/10.1016/s0005-2736(02)00494-7Ratanachoo K., Gascoyne P. R., Ruchirawat M., Biochim. Biophys. Acta, 2002, vol. 1564, no. 2, pp. 449–458. https:/doi.org/10.1016/s0005-2736(02)00494-7Рубцова Л. Ю., Потолицына Н. Н., Монгалев Н. П. Значение изменения диаметра клеток крови у спортсменов при физической нагрузке // Сибирский журнал наук о жизни и сельском хозяйстве. 2017. Т. 9. № 2. С. 121–141. https:/doi.org/10.12731/wsd-2017-2-121-141Rubtsova L. Yu., Potolitsyna N. N., Mongalev N. P., Siberian Journal of Life Sciences and Agriculture, 2017, vol. 9, no. 2, pp. 121–141. https:/doi.org/10.12731/wsd-2017-2-121-141Kinosita K. Jr., Tsong T. Y., Biochim. Biophys. Acta, 1977, vol. 471, no. 2, pp. 227–242. https://doi.org/10.1016/0005-2736(77)90252-8Kinosita K. Jr., Tsong T. Y., Biochim. Biophys. Acta, 1977, vol. 471, no. 2, pp. 227–242. https://doi.org/10.1016/0005-2736(77)90252-8Gopala K. G., Anwar A. A. K., Mohan D. R., Ahmad A., J. Biomed. Eng., 1989, vol. 11, no. 5, pp. 375–380. https:/doi.org/10.1016/0141-5425(89)90099Gopala K. G., Anwar A. A. K., Mohan D. R., Ahmad A., J. Biomed. Eng., 1989, vol. 11, no. 5, pp. 375–380. https:/doi.org/10.1016/0141-5425(89)90099Ахадов Ю. Х. Диэлектрические свойства чистых жидкостей. Национальное стандартное справочное руководство по обслуживанию данных. М.: Стандарты, 1972. 412 с.Akhadov Y. H. Dielectric Properties of Pure Fluids. National Standard Reference Data Service Guide, Moscow, Standards, 1972, 412 p. (in Russian).Харамоненко С. С., Ракитянская Д. Д. Электрофорез клеток крови в норме и патологии. Минск, 1974. 143 с.Charomonenko S. S., Rakitjansky, D. D. Electrophoresis blood cells in norm and a pathology, Minsk, 1974, 143 р. (in Russian).Hughes M. P., Nanoelectromechanics in Engineering and biology, Boca Raton, London, N. Y., Washington, D.C., CRC PRESS Boca Raton, 2003, 320 p.Hughes M. P., Nanoelectromechanics in Engineering and biology, Boca Raton, London, N. Y., Washington, D.C., CRC PRESS Boca Raton, 2003, 320 p.Kaisti M., Biosensors and Bioelectronics, 2017, no. 98, pp. 437–448. https:/doi.org/10.1016/j.bios.2017.07.010Kaisti M., Biosensors and Bioelectronics, 2017, no. 98, pp. 437–448. https:/doi.org/10.1016/j.bios.2017.07.010Recordati G., Bellini T. G., Exp. Physiol., 2004, vol. 89, no. 1, pp. 27–38. https:/doi.org/10.1113/expphysiol.2003.002633Recordati G., Bellini T. G., Exp. Physiol., 2004, vol. 89, no. 1, pp. 27–38. https:/doi.org/10.1113/expphysiol.2003.002633Генералов В. М., Кручинина М. В., Дурыманов А. Г., Медведев А. А., Сафатов А. С., Сергеев А. Н., Буряк Г. А., Курилович С. А., Громов А. А. Диэлектрофорез в диагностике инфекционных и неинфекционных заболеваний. Новосибирск: Церис, 2011. 172 сGeneralov V. M., Kruchinina M. V., Durimanov A. G., Medvedev A. A., Safatov A. S., Sergeev A. N., Buryak G. A., Kurilovich S. A., Gromov A. A., Dielectrophoresis in the diagnosis of infectious and noninfectious diseases, Novosibirsk, Tseris, 2011, 172 p. (in Russian).

The authors declare that there are no conflicts of interest present.